Qu'est-ce que la lithographie optique?

La lithographie optique est un processus chimique généralement utilisé dans la fabrication de puces informatiques. Les plaquettes plates, souvent en silicium, sont gravées avec des motifs pour créer des circuits intégrés. Typiquement, ce processus implique de recouvrir les plaquettes de matériau de réserve chimique. La résine est ensuite retirée pour révéler le motif du circuit et la surface est gravée. La manière de retirer le vernis consiste à exposer le vernis photosensible à la lumière visible ou ultraviolette (UV), d'où le terme lithographie optique.

Le facteur principal de la lithographie optique est la lumière. Tout comme la photographie, ce processus implique l'exposition de produits chimiques sensibles à la lumière à des faisceaux de lumière afin de créer une surface à motifs. Contrairement à la photographie, la lithographie utilise généralement des faisceaux focalisés de lumière visible - ou plus communément UV - pour créer un motif sur une tranche de silicium.

La première étape de la lithographie optique consiste à revêtir la surface de la plaquette de matériau de réserve chimique. Ce liquide visqueux crée un film photosensible sur la plaquette. Il existe deux types de résist, positif et négatif. Le résist positif se dissout dans la solution de développement dans toutes les zones où il est exposé à la lumière, tandis que les négatifs se dissolvent dans les zones à l'abri de la lumière. Le résist négatif est plus couramment utilisé dans ce processus, car il est moins susceptible de se déformer dans la solution de développement que positif.

La deuxième étape de la lithographie optique consiste à exposer le résist à la lumière. Le but du processus est de créer un motif sur la tranche, afin que la lumière ne soit pas émise uniformément sur toute la tranche. Les photomasques, souvent en verre, sont généralement utilisés pour bloquer la lumière dans des zones que les développeurs ne veulent pas exposer. Les lentilles sont également généralement utilisées pour focaliser la lumière sur des zones particulières du masque.

Les photomasques sont utilisés de trois manières différentes en lithographie optique. Premièrement, ils peuvent être pressés contre la plaquette pour bloquer directement la lumière. C'est ce qu'on appelle l' impression par contact . Des défauts sur le masque ou sur la plaquette peuvent laisser passer de la lumière sur la surface de la réserve, nuisant ainsi à la résolution du motif.

Deuxièmement, les masques peuvent être tenus à proximité de la plaquette, mais ne doivent pas être touchés. Ce processus, appelé impression de proximité , réduit les interférences causées par les défauts du masque et permet également au masque d'éviter une partie de l'usure supplémentaire associée à l'impression par contact. Cette technique peut produire une diffraction de la lumière entre le masque et la tranche, ce qui peut également diminuer la précision du motif.

La troisième technique, la plus couramment utilisée, pour la lithographie optique, est appelée impression par projection . Ce processus éloigne le masque de la plaquette, mais utilise des lentilles entre les deux pour cibler la lumière et réduire la diffusion. L'impression par projection crée généralement le modèle de résolution le plus élevé.

La lithographie optique comprend deux étapes finales après l'exposition de la réserve chimique à la lumière. Les plaquettes sont généralement lavées avec une solution de développement pour éliminer le matériau de réserve positif ou négatif. Ensuite, la plaquette est généralement gravée dans toutes les zones où la réserve ne couvre plus. En d'autres termes, le matériau "résiste" à la gravure. Cela laisse des parties de la plaquette gravées à l'eau-forte et d'autres lisses.